Ндірілетін өнімді дайындауға және сақтауға арналған ыдыстарды құрастыру және таңдау

Ө ндірілетін ө німді дайындауғ а жә не сақ тауғ а арналғ ан ыдыстар мен аппараттар ішкі қ ысымның ә серіне ұ шырайды. Олардың арналуы (16.1, 14.1а-суретте) сұ лба бойынша анық талады.ыдыстардың орналасуы бойынша оларды вертикаль жә не горизонталь, ісшкі жә не сыртқ ы диаметрлерінің қ атынасы бойынша – жұ қ а қ абатты жә не қ алың қ абатты, ішкі қ ысымы бойынша – тө менгі жә не жоғ арғ ы қ ысымды болып бө лінеді. Осыларғ а байланысты есептеу мен қ ұ растыру ә дістемесі ө згереді [4].

Ыдыстарды есептеу қ ысымы болып сынаудың тексеріс қ ысымы р_пр табылады. Алғ ашқ ы гидравликалық сынауларды ө ндіруші-зауытта р_пр-ге жү ргізеді.

1. Пісірілген ыдыстар ү шін

Жұ мыс қ ысымы кезінде р_в 0.07-ден 0, 5 МПа дейін

0, 2 МПа-дан кем емес;

р_в = 0, 5 МПа-ғ а тең жә не одан да жоғ ары қ ысымда

но не менее р_в + 0.3.

2. Қ ұ йылғ ан ыдыстарғ а кез келген жұ мыстық қ ысымда

, 0, 3 МПа-дан кем емес.

Келтірілген формулаларда [σ ]₂₀ жә не [σ ]_t — сә йкесінше 20 °Стағ ы жә не жұ мыс температурасындағ ы жіберілетін кернеулер. Теріс температурада жұ мыс істейтін аппараттар ү шін сынау қ ысымын 20 °С температурада жұ мы істейтіндермен бірдей қ ылып алады.

Ыдыстарды периодты куә ландырғ ан кезде сынауды дә л сондай қ ысымда бірақ жұ мыс жағ дайында жасайды. Гидравликалық сынау кезінде қ абырғ ағ а тү сетін кернеу 0, 9 σ _т аспау керек, ал пневматикалық та –0, 8 σ _т, мұ нда σ _т – ыдыс материалының ақ қ ыштық шегі.

Беріктік теориясы, жіберілетін кернеу мен беріктік қ оры. Ыдыстарды беріктікке есептегенде келесі беріктік теорияларын қ олданады.

1. Бірінші беріктік теориясы –жұ қ а қ абырғ алы ыдыстар ү шін формула бойынша анық талатын ең кө п сақ иналы кернеуді есептік ретінде ала отырып, ақ лыпты кернеулердің ең кө п саны

(14.1)

мұ нда р_в — ыдыстың ішкі қ ысымы; D_c — ыдыстың орташа диаметрі.

σ _к [σ ]_t тең естіріп жә не ауыстырып, мұ нда D_в — ішкі диаметр; S' — қ абырғ а қ алың дығ ы; мынаны аламыз

(14.2)

болғ анда қ алың қ абырғ алы ыдыстар ү шін максимал сақ иналы кернеуді мына формула бойынша анық таймыз

(14.3)

мұ нда D_H — ыдыстың сыртқ ы диаметрі,

(14.4)

(14.4) (14.3)-ке қ ойып жә не актілерді [σ ]_t тең естіріп, мынаны табамыз

(14.5)

(14.3)-ң β ≤ 1, 2 болғ анда (14.1)-ге қ атынасы 1, 01 береді. Бұ л р< 1, 2 ыдыстарды (14.3) жә не (14.5) формулаларымен есептеу 1 % дә лдікпен сә йкес келетінін кө рсетеді.

2. Ү шіншісі – ең кө п жанама кернеулердің теориясы, ол бойынша эквивалент ретінде максимал жә не минимал кернеулердің айырмашылығ ын алады, яғ ни

(14.6)

Жұ қ а қ абырғ алы ыдыстар ү шін жә не σ ₃ = σ г= - p_в- онда

(14.7)

σ _экв= [σ ]_t болғ анда (14.7) алынғ ан есептеу формуласы мына турге ие болады

(14.8)

3. Тө ртінші – беріктіктің энергетикалық теориясы, бұ л бойынша

(14.9)

мұ нда σ _m—меридианальды (бойлық) кернеу

(14.10)

(14.9) тең еуіне (14.1) жә не (14.10) σ _т мә нін қ ойып, σ _г нольге тең естірсек (диаметрі ү лкен ыдыстарда р_в < < σ _m), онда мынаны аламыз [4]

(14.11)

(14.2), (14.8) жә не (14.11) анализдеу ең кіші қ абырғ а қ алың дғ ы тө ртінші беріктік теориясы бойынша болатынын кө рсетеді. Ішкі қ ысымда жұ мыс істейтін ыдыстарды есептеу ү шін бірінші беріктік теориясы бойынша алынғ ан жә не есептеу формулаларының қ ателігін беріктік қ орымен n_t' =1, 2 қ амтамасыз ететін (14.2) жә не (14.5) формулаларын алады. Сондық тан ыдысты сынау кезінде кернеу

(14.12)

болу керек. Екінші жағ ынан, сынау қ ысымы жұ мыс қ ысымынан артық, сә йкесінше, сынау кезіндегі кернеу жұ мыс кезіндегі рұ қ сат етілген кернеуден [σ ]_t 1, 25 есе артық, яғ ни

(14.13)

(14.12) жә не (14.13) алатынымыз

(14.14)

Сұ қ сат етілген жұ мыс кернеуін [σ ]_t алу ү шін ақ қ ыштық шегін жұ мыс температурасында алу керек. 12-кестеде [4] кө п таралғ ан метал маркалары ү шін [σ ]_t мә ндері берілген. Қ олданылатын болат маркалары ү шін σ _т≈ 0, 58 σ _в, мұ нда σ _в– беріктік шегі. Сә йкесінше

(14.15)

Пісірілген бө лшектердің жаппай байланысын, сонымен қ атар екі жақ ты тігіс болғ анда осып бекітуді қ амтамасыз етпейтін таврлы байланыстар ү шін φ = 0, 8.

Белгілегендерді ескерсек, (14.2) жә не (14.5) формулалары жұ қ ақ абырғ алы жә не қ алың қ абырғ алы ыдыстар ү шін сә йкесінше мына тү рге ие болады:

(14.16)

(14.17)

Қ алың қ абырғ алы ыдыстар ү шін (14.16) жә не (14.17) формулаларымен анық талатын мә ндердің ең ү лкенін алу қ ажет. Ыдыстың ішкі диаметрін ішкі қ ұ рылғ ылардың ө лшемдеріне негізделіп МЕСТ бойынша алады.

Барлық жағ дайларда болат маркасын жә не ә коррозияғ а ә діпті таң даудың анық таушы факторы болып келесілер табылады[8]:

гидратқ ұ ру (газ ү шін) жә не коррозияғ а қ олданылатын ингибиторлар;

жұ мыс қ ысымы, температура жә не қ оршағ ан орта ылғ алдылығ ы;

қ оршғ ан ортаның H₂S, СО₂, О₂ жә не басқ а да рН (сутектік кө рсеткіш, ерітіндідегі сутегінің иондар концентрациясын сипаттайды) сипатталатын компоненттерідің болуынан агрессивтілігі.

Жұ мысқ а арналғ ан жабдық ү шін С коррозиясына берілетін металл ә дібі:

а) 2, 5 МПа жә не одан жоғ ары қ ысымда, металдың тұ рақ тылық тобына қ арамастан;

б) коррозия жылдамдығ ы жылына 0, 1 мм жоғ ары болғ анда ғ ана 2, 5 МПа-дан тө мен қ ысымда;

в) коррозия жылдамдығ ы жылына 3 мм жоғ ары кезде.

Табиғ и газда H₂S пен СО₂ бір уақ ытта болуы ө те қ ауіпті. H₂S пен СО_2­ салыстырмалы жақ ын концентрациясы кезінде соң ғ ысы ондағ ы рН қ осымша тө мендеуі ә серінен коррозиялық белсенділікті арттырады.

Қ алың қ абырғ алы ыдыстарды есептеу ерекшелігі. 10-нан 100 МПа қ ысымғ а дейін жұ мыс жасайтын қ алың қ абырғ алы ыдыстарды олардың шектік жағ дайларын ескере отырып есептейді. Олардың рұ қ сат етілген р ө лшемін мына формуладан анық тайды:

болғ андық тан,

Коррозияғ а тү зетуді ескерсек

(14.18)

Қ алың қ абырғ алы ыдыстарды есептегенде температуралық кернеулерді ескерген жө н. Ең қ ауіптісі ыдыс ішіндегі тө менгі температура t_в, ол сыртқ ы температура t_н-н айтарлық тай тө мен болғ анда аса қ ауіпті [4]. Сонымен бірге ыдыстың ішкі бетіндегі қ осымша температуралық кернеу мынаны қ ұ райды

(14.19)

мұ нда R_н = D_н/2; R_в = D_н/2; E, α мен μ — сә йкесінше бойлық серпімділік модулі, сызық тық кең еюдің коэффициенті жә не берілген болат ү шін ыдыстың орташа температурасындағ ы Пуассон коэффициенті.

Ыдыстың ішкі қ абырғ асындағ ы толық кернеу

(14.20)

Ішкі қ ысымы бар ыдыстың табандары ә р тү рлі формағ а ие.

Жартылай шарлы табан. Бұ ндай табандар ә детте диаметрі ү лкен (D_в> 4м) аппараттарда қ олданылады. Табандарды алдын ала штампталғ ан бірдей қ исық тық тағ ы жеке жапырақ шалы-бө лшектердің пісрілуі арқ ылы жасайды (14.2-сурет). табан қ абырғ асының есептік қ алың дығ ы

(14.21)

Егер алынғ ан қ абырғ а қ алың дығ ы аппараттың цилиндрлік бө лігінің қ абрғ а қ алың дғ ынан жұ қ а болса, онда табанның тұ рқ ымен байланысын 37-суреттегідей жасайды[4].

Қ ораптық формадағ ы табан. Табанның орта бө лігі bс қ исығ ының ө з ө сі бойынша айналуынан, ал келесі бө лігі аb қ исығ ының айналуынан жасалады. Қ исық тардың радиусы сә йкесінше R_в жә не г, сонымен қ атар R_в ≤ D_в, мұ нда D_в – ыдыстың ішкі диаметрі. Табанның цилиндрлі бортының биіктігі h = 50—110 мм. Табан қ абырғ асының қ алың дығ ы

(14.22)

Табанның кернеуінің тым асу коэффициенті у r/R_в қ атынасына тә уелді жә не 40-сурет бойынша табыла алады. Стандартты табандар ү шін R_в = 0, 9 жә не r/R_в = 0, 19, табан терең дігі H=0, 25DB жә не у= 1, 3. Сонымен бірге табан қ абырғ асының қ алың дығ ы тұ рқ ының цилиндрлі бө лігінің қ абырғ асынан бірнеше артық. h биіктікті борт табанның тұ рқ ымен байланысының пісірілген тігісін кернеулік займақ тан шығ арады.

Эллипстік табандар. Табанның меридианлады қ исығ ы жартылайэллипс бойынша жасалады (14.4-сурет). Табан қ абырғ асының қ алың дығ ы

(14.23)

Бұ л табандар қ ораптық табандарғ а қ арағ анда азырақ жү ктелген. Стандартты табандар ү шін R = D_в, H = 0, 25D_в жә не h = 50—100 мм. Кіші диаметрлі (159—720 мм) эллипстік жә не қ ораптық табандар қ ұ бырларғ а жалғ ану ү шін арналғ ан, сондық тан да олардың номиналды базалық ө лшемі DB орнына қ ұ бырдың сыртқ ы диаметрі D_н болып табылады. Диамертлері 400—4000 мм цилиндрлі ыдыстарғ а арналғ ан табандар ү шін, базалық ө лшем болып ыдыстың D_в алынады. D_в 1800 ден 4000 мм-ге дейінгі табандарды екі бетті пісіру арқ ылы жасайды жә не қ абырғ аның қ алың дығ ын есептеу кезінде (14.23) формуласына φ коэффициентін енгізеді.

14.2-сурет. Жартылайшарлы табан

14.4-сурет. Эллипстік табан

Конустық табандар мен ө тпелер. Конустық табандар аппараттан тұ тқ ыр немесе сусымалы орталардың толық жоюуын қ амтамасыз етеді. Конустық ө тпелерді аппараттың ү лкен диаметрден кішіге ө ткенде қ олданады. Мұ ндай табандар мен ө тпелерді борттаумен немесе онсыз да орындауғ а болады (14.5-сурет). Цилиндрден конусқ а ө ту жерінде қ ауіпті қ има болады. Бұ л қ имада қ абырғ а қ алың дығ ы

(14.24)

мұ нда α —конус бұ рышының жартысы; р_в — ө тпедегі толық ішкі қ ысым. Ішкі қ ысым р_в жә не тығ ыздығ ы ρ, биіктігі Н сұ йық бағ анында

Конустық табандар мен ө тпелерді ө тпе жерлерінде (конусты қ ұ раушы бойынша) меридианальды бағ ытта ә сер ететін иілу кернеуіне тексеру қ ажет. Бұ л кезде қ абырғ а қ алың дығ ы мынадай болуы тиіс

(14.25)

мұ нда y_к — [6] жұ мыстағ ы 47-суреттен анық талатын табанның аса кернеу коэффициенті. Борттаусыз табандарғ а ә детте 2 α = 60° жә не r/D_в =0, 01 алады, бұ л (график бойынша) y_к ≈ 2, 7 береді. Конустан цилиндрге ө тпелі аумақ тың қ алың дығ ын (14.24) жә не (14.25) формулаларынан алынғ ан мә ндердің ү лкеніне тең деп алады. S₁> S болғ анда, ө тпе аумағ ын 14.5, а, б-суреті бойынша жасауғ а болады. Бұ л кезде мынаны алады

и

Бұ дан басқ а, борттаусыз конустық табандар ү шін (14.5-сурет)

14.5-сурет. Борттаулы (а) жә не борттаусыз (б) конустық табандар

14.7-сурет. ыдыстағ ы ойық ты қ атайту сұ лбасы

1 — келте қ ұ быр; 2 — ү стіне кигізілетін қ атайтушы сақ ина; 3 — тұ рқ ы

Жазық шең бер қ ақ пақ тар. Жалпы жағ дайда жазық шең бер қ ақ пақ тың қ алың дығ ы бекіту тә сіліне тә уелді жә не мына формуламен анық талады

(14.26)

мұ нда К мен D — сә йкесінше қ ақ пақ тың формасын сондай-ақ, оның бекітілуі тә сілі мен қ ақ пақ тың есептік диаметрін ескеру коэффициенті. 14.6, а, б-суреттегі қ ақ пақ ү шін

мұ нда Q_б — (7.2) формула бойынша анық талатын пайдалану жағ дайындағ ы бұ рандағ а тү сетін жү ктеме; Q_D — тө семенің орташа диаметрі Dn бойынша ауданғ а ә сер ететін ішкі қ ысымның біркелкі ә сер етуі.

Аз таралғ ан қ ақ пақ тардың басқ а да формалары.

(14.27)

Негізгі ә дебиет

1 [17тар. 386-414 бет.]

Қ осымша ә дебиет

6 [44-165 бет.]